Torsion

4.3. ENSAYO DE TORSION
APLICACIÓN DEL ENSAYO DE TORSION
1. OBJETIVO GENERAL
Obtener las propiedades mecánicas a cortante de materiales cerámicos,
poliméricos y metálicos.
1.1 Objetivos particulares
 Conocer el funcionamiento y manejo de la máquina para ensayo de torsión.
 Probar a torsión los tres tipos de materiales.
 Determinar el ángulo de torsión de los materiales con una seccióntransversal determinada dentro de los límites de elasticidad.
 Determinar, con extensómetros, los esfuerzos tangenciales en los extremos
de la superficie.
 Comparar los valores obtenidos del ángulo de torsión.
 Comparar los valores obtenidos de los tres materiales ensayados.
 Analizar las características de la fractura en los materiales ensayados.
2. INTRODUCCION
Considérese una barrasujeta rígidamente en un extremo y sometida en el otro a
un par T = (Fd) aplicado en un plano perpendicular al eje. Se dice que esa barra
está sometida a torsión. El ensayo de torsión es un mecanismo en que se deforma
una muestra aplicándole un par torsor.
La deformación plástica alcanzable con este tipo de ensayos es mucho mayor que
en los de tracción (estricción) o en los de compresión(abarrilamiento, aumento de
sección).
Éste ensayo da información directamente del comportamiento a cortadura del
material y la información de su comportamiento a tracción se puede deducir
fácilmente.
Los efectos de la aplicación de una carga de torsión a una barra son: (1) producir
un desplazamiento angular de la sección de un extremo respecto al otro y (2)
originar esfuerzos cortantes encualquier sección de la b arra perpendicular a su
eje.
A veces, a lo largo de un eje actúan una serie de pares. En este caso, es
conveniente introducir un nuevo concepto, el momento torsor, que se define para
cada sección de la barra, como la suma algebraica de los momentos de los pares
aplicados, situados a un lado de la sección considerada. Naturalmente, la elección
de lado es arbitraria en cadacaso. El procedimiento general que se sigue en todos

los casos de distribución no uniforme de esfuerzos se puede resumir en los
siguientes puntos:
1.- Del examen de las deformaciones elásticas que produce un determinado tipo
de carga, y la aplicación de la ley de Hooke, se determinan unas relaciones entre
los esfuerzos en los distintos puntos de la sección, de manera que sean
compatiblescon las deformaciones. Tales deformaciones se denominan
ecuaciones de compatibilidad.
2.- Aplicando las condiciones de equilibrio en el diagrama de cuerpo libre
correspondiente a una porción del cuerpo, se obtienen otras relaciones entre los
esfuerzos. Dichas relaciones, deducidas de la consideración del equilibrio entre las
fuerzas exteriores aplicadas y las fuerzas resistentes interioresen una sección de
exploración, se llaman ecuaciones de equilibrio.
3.- Comprobación de que la solución del sistema de ecuaciones de los puntos 1 y
2 satisface las condiciones de carga en la superficie del cuerpo. Es decir, se han
de verificar las condiciones de frontera impuestas.
En la teoría de la elasticidad se demuestra que si existe una solución que satisface
estos tres grupos deecuaciones, esta solución es única.
Para deducir las formulas de la torsión se den de establecer una serie de hipótesis
que pueden demostrarse matemáticamente y alguna de ellas, comprobarse
experimentalmente. Las dos primeras corresponden a secciones circulares.
1. Las secciones circulares permanecen circulares después de la torsión.
2. Las secciones planas permanecen planas y no se alabean despuésde la
torsión.
3. La proyección sobre una sección transversal de una línea radial de una
sección permanece radial después de la torsión.
4. El árbol está sometido a la acción de partes torsores o torsionantes que
actúan en planos perpendiculares a su eje.
5. Los esfuerzos no sobrepasan el límite de proporcionalidad.
3. DESARROLLO EXPERIMENTAL
3.1 Equipo y material
1. Máquina para ensayo...